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文献:《砖 家》 2017年12月 总第33期 返回索引
添加日期:2018/1/18 14:58:53   浏览次数:1670   文章来源:   作者:曹世璞

 看火花辨钢钟   砖厂不再被糊弄

去年,在某砖厂所用的螺旋绞刀,供方说是高铬铸造的,但砖厂才生产了二十几万坯体就严重磨损不能使用了,有一个绞刀轴套也断裂了一块,断裂处金属颗粒粗大,锉刀可轻易锉削绞刀叶片。用砂轮一磨,火花为浅黄色,火束长而流线多,分明是低碳钢。供货方赶快声明:绞刀是外协的。这种情况已屡见不鲜,给砖厂造成了损失。
砖厂没有能力对钢材进行化学分析,但砂轮一磨对钢材品种的近似鉴别是举手之劳,这就是钢材的火花鉴别。
火花鉴别是将钢与高速旋转的砂轮接触,根据磨削产生的火花形状和颜色,近似地确定钢的化学成分的方法。火花鉴别的原理是:当钢被砂轮磨削成高温微细颗粒被高速抛射出来时,在空气中剧烈氧化,金属微粒产生高热和发光,形成明亮的流线,并使金属微粒熔化达熔融状态,使所含的碳氧化为CO气体进而爆裂成火花。根据流线和火花特征,可大致鉴别钢的化学成分。
不同的钢材、不同的化学元素在被砂轮磨削时产生的火花不尽相同,在烧结砖厂颚式破碎机的齿板是锰钢;普通轴类是中碳钢;钢钎、錾子、钻头是高速工具钢。铸造的螺旋绞刀是铬钢只要在用砂轮磨削时,注意观察、分析它们的火花的颜色、亮度、形状,牢记在心,久而久之就可以看火花、辨钢种了。
1、火花的组成
1.1 火束:钢材在被砂轮磨削时产生的全部火花叫火束,整个火束由根花、间花和尾花组成。
1.2 流线:火束中线条状的光亮火花叫流线。由于钢的化学成分不同,流线开头线可分为直线流线、断续流线和波浪流。
1.3 节点和芒线:流线中途爆裂处较流线粗而亮的点叫节点。节点爆裂射出的发光线条叫芒线(又称分叉),随含碳量的增高,分叉增多,有两根分叉、三根分叉、四根分叉和多根分叉之分。
1.4 爆花和花粉:流线中途爆裂所产生的光亮火花叫爆花,又称节花。爆花由节点和芒线组成,爆花在流线上芒线的爆裂情况,有一次花、二次花、三次花和多次花之分。分散在爆花和芒线间的点状火花称为花粉。
1.5 尾花:流线尾端呈现出不同形状的爆花称为尾花。随钢中合金元素的不同,尾花的形状分为直羽尾花、狐尾尾花、枪尖尾花和钩状尾花等。直羽尾花的尾端和整根流线相同,呈羽毛状,是钢中含有硅的火花特征。狐尾尾花的尾端逐渐膨胀呈狐狸尾巴形状,是钢中含有钨的火花特征。枪尖尾花的尾端膨胀呈三角枪尖形状,是钢中含有钼的火花特征。钩状尾花为高含硅量3%~5%的特征。
2、常用钢的火花特征
2.1 纯铁:火束较长,尽头出现枪尖形尾花,流线细且长,火束根部有极不明显的波状流线和断续流线,呈草黄色。
2.2 低碳钢:火束较长,流线稍多,呈草黄色,自根部起逐渐膨胀粗大,至尾部逐渐收缩,尾部下垂呈半狐夹形,花量不多,主要为一次花。
2.3 中碳钢:火束较短,流线多而稍细,呈明亮黄色,花量较多,主要为二次花,也有三次花,火花盛开。
2.4 高碳钢:火束短而粗,流线多而很细密,呈橙红色,花量多而密,主要为三次花及花粉。
2.5 高速工具钢:火束细长,流线少,呈暗红色,中部和根部为断续流线,有时呈波浪状,尾部膨胀而下垂成点状狐尾花,仅在尾部有少量爆花,花量极少。
火花各种形状示意及几种钢材火花的图形见附图。
真假不锈钢,“电水”一滴无处藏
目前我国烧结砖基本以煤炭为燃料。煤炭中大多含硫,这些含硫煤燃烧后生成三氧化硫(SO3)和二氧化硫(SO2),这些含硫烟气见水蒸汽就会化合成硫酸(H2SO4)。尽管硫含量不高,但对钢材的腐蚀十分严重。因此,在建窑时要求其可能接触烟气的部位如装配式隧道窑,移动式隧道窑的相关金属构件包括型钢和烟管等道管构件,必须采用耐酸不锈钢材。在脱硫系统中的烟道管、塔身等使用的金属构件也必须采用耐酸不锈钢材。
耐酸不锈钢比普通碳钢贵多了,肉眼很难直接分辨怎么办呢?
由于稀硫酸对黑色金属的腐蚀性极强,而纯度较高的浓硫酸则不腐蚀黑色金属(普通钢铁),因此,完全可以用随手可得的稀硫酸进行鉴别。
当前汽车多用铅酸蓄电池,电池(瓶)里的“电水”就是比重仅为1.12~1.18的稀硫酸。
不需要买新的“电水”,就是电瓶修里店的废电瓶的电水,弄一碗来把“耐酸不锈钢”浸在里面,过24小时,没有任何被腐蚀的痕迹,才是真的耐酸不锈钢。
由于硫酸对皮肤,衣物也有严重的腐蚀性,操作时必须注意:
1、 稀硫酸不可接触皮肤和衣物,最好戴上耐酸手套。
2、 必须使用耐酸器皿如玻璃、陶瓷、塑料等工具装硫酸。
3、 万一皮肤沾上硫酸立即用清水或肥皂水冲洗,如已破烂则立即就医。
4、 浸过钢材的“电水”不能再装入电瓶,以免其“短命”。
 
新齿轮怎检查  自有一套好办法
齿轮,是制砖机械中常见的零件之一,磨损到一定程度必须换新。齿轮因加工较复杂,材料要求也较高,价钱都不便宜,动则上千,大减速机里的大齿轮上万。因此必须仔细检查。以保证其使用效果。
齿轮的工作部分是“牙齿”,工作表面则是齿的两个弧形的齿侧面。工作中互相啮合的牙齿不能“顶死”,必须留有一定的间隙。其中齿顶和齿根之间的间隙叫“齿顶隙”,尺寸宜为该齿轮模数的25%;互相啮合的两个牙齿的侧面,所留出的间隙叫“侧隙”。目的是容纳润滑油(脂)至少应有一层油膜的厚度。避免直接接触“干摩擦”。
砖厂使用的齿轮,精度不是很高,但在齿的成型时至少也要经过滚(铣)齿、倒角清除飞边毛刺和调质(淬火)以提高齿表面的硬度。精度较高时还要用磨齿机磨齿,以提高齿侧面的表面光洁度改善运行质量。
检查时,一是检查其外形尺寸有无气孔夹渣(对铸造齿轮),齿的两侧不能有毛刺飞边,因为运行中这些毛刺首先脱落,混入润滑油中将严重刮伤齿的工作表面——齿侧面,使其短命。更仔细一点还应把与其配对的齿轮“试啮合”是否有“夹齿”“顶死”现象,证实齿形加工符合技术要求。
如果有毛刺飞边可以用小手砂轮“倒角”予以清除。如遇“夹齿”顶齿、斜角不对(对斜齿轮)则不能使用。
二是检查齿面硬度,砖厂没有“硬度计”不可能直接检测,但只要真正经过淬火调质合格的齿轮,用新锉刀在齿顶上锉,是一点也锉不动的,必须指出的是不要锉齿的侧面,须知,齿轮大都是高齿频淬火,齿顶和齿侧的硬度基本一样。
对于减速机,还应检查装配质量。包括:
1、核实速比(传动比):减速机的名牌都标注了该减速机的“速比”即其高速轴转多少圈,低速轴才转一圈。这直接关系到主机的转速。为防有误必须核实。
办法是:用粉笔分别在高速轴和低速轴上划一条线并一直划到减速机壳上,作为标记,用手转动高速轴,并计数,此时,低速轴也随之慢转,等低速轴刚好转了一圈,标记又对正了,高速轴已转的圈数是为该减速机的速比。
对没有名牌的减速机更必须核实,确认能否与主机配套。常用ZQ系列圆柱齿轮减速机的速比见表一,相关技术参数见表二
速比(传动比)及齿数

公称传动比

50

40

31.5

25

20

16

12.5

10

8

 

实际传动比

48.57

40.17

31.50

23.34

20.49

15.75

12.64

10.35

8.23

 

齿

高速

88/11

86/13

85/14

81/18

79/20

77/22

73/26

69/30

64/35

低速

85/14

85/14

83/16

83/16

83/16

81/18

81/18

81/18

81/18

 

ZQ系列圆柱齿轮减速机的中心距、齿轮、模数等技术参数 

减速机型号规格

ZQ25

ZQ35

ZQ40

ZQ50

ZQ65

ZQ75

ZQ85

ZQ100

 

中心距

mm

高速级

100

150

150

200

250

300

350

400

低速级

150

200

250

300

400

450

500

600

总中心距mm

250

350

400

500

650

750

850

1000

 

齿的法向模数m

高速级

2

3

3

4

5

6

7

8

低速级

3

4

5

6

8

9

10

12

注:互相啮合的一对齿轮的齿数之和为99齿,螺旋角806ˊ34〞,齿宽系数0.4。

2、检查轴向窜动:一对齿数不同的齿轮啮合时常把小一点的齿轮做得稍宽一点,装配时较窄的大齿轮应正对小齿轮的中间以利运行中稍有左右移动也不致“脱齿”。

齿轮轴在装配时必需留有微小的轴向移动,以免运行中温度升高。轴沿长度方向的微量伸长顶死轴承发烧,但数值极小,当用钢钎沿轴向撬动齿轮时,手上可以有感觉但眼睛看不出来。如果轴两端的锥柱轴承安装时游隙太大势必造成轴向窜动,这一窜动十分有害,不仅会使互相啮合的一对齿轮左右摇摆,还会使两轴失去平行度造成齿面不均匀磨损以致“短命”。如遇此情况,必须调整锥柱轴承的游隙,使之在允许的范围以内,锥柱轴承允许的游隙见表三

锥柱轴承的轴向游隙范围       单位mm 

轴径

 

轴承

系列

30

30--50

50--80

80-120

120-150

150-180

180

轻系列

0.030.10

0.040.11

0.050.13

0.060.15

0.070.18

0.080.20

0.100.22

其余系列

0.040.11

0.050.13

0.060.15

0.070.18

0.080.20

0.100.22

0.140.24

3、检查齿的装配情况:取两根长约100mm的8号(直径约4mm)电工用的保险丝,分别插在互相啮合的齿轮的牙齿的两端,用手搬动减速机的高速轴,保险丝被夹在两个齿轮中间,被缓慢转动的齿“吃”进去,从另一侧“吐”出来时变成了被齿轮“咬”过的保险丝。

像用一根竹签串上一块红烧肉后再串上一块肉片,又串上一块红烧肉,再串上一块肉片……组成的一串厚薄相间的肉串,其较厚的部分是齿顶和齿根之间的间隙(顶隙),薄的地方是两个牙齿齿侧之间的间隙(侧隙)。两根保险丝所挤压出来的顶隙和侧隙应完全一样。否则,可能是:

● 某一个齿轮两端的直径不一样,较大直径的一端压出来的顶隙和侧隙小于另一端。这种情况极为罕见,但不能完全排除,只能由齿轮制造者修正;

● 齿轮轴两端的锥柱轴承的游隙太大,转动时轴的一端被挤产生左右移动,应按前述“2”进行调整;

● 某一根轴两端轴承座的孔的中心线没对正。只能由加工单位进行修正。

4、检查减速机箱体内部:仔细察看箱体内不得有任何杂物,特别是螺栓、螺帽、垫圈等金属件以免运行中被润滑油带上来卷入齿轮,打坏牙齿。

 

风机叶轮不平衡   砖厂自己能校正

风机的扇风叶轮是风机的主要部件,也是其最大的转动部件,其直径较大,旋转时产生的离心力也较大,要求绝对平衡,即使只有十几克的不平衡,运行中也要产生震动,严重时可以“拉断”轴承座的地脚螺栓。

因此,在出厂前叶轮都要经过严格的平衡测试和校正。

现场较长时间的闲置,由于锈蚀不匀风机叶轮会产生新的不平衡,以致“一开车就严重震动”。这种情况可以用以下方法从新校正平衡。

一、调整平衡的方法

常用钻削或配重的方法,有意识地把重边钻去一点,或在轻边加一块配重,以求得平衡。飞轮、皮带轮等常采用钻削法,风机叶轮等多采用配重法。

平衡试验分静平衡和动平衡试验两种。动平衡试验需用专门的设备,机修工常只在现场作静平衡试验。

尺寸较短的圆盘形零件如风机叶轮、皮带轮等只需作静平衡试验。

二、静平衡试验

现以风机叶轮调试静平衡为例,加以说明。

1、把叶轮、轴、轴承和轴承座装配好;

2、调整轴在水平位置,固定好轴承座,为减小轴承阻力,提高试验精度,试验时轴承最好只加少量润滑油(机油);

3、用手分别往正、反两个方向旋转叶轮,必须十分均匀、灵活,没有任何阻滞现象;

4、用手转动叶轮,逐渐加速到每分钟约30转,让其自然停止,并在叶轮上记好其自然静止时的位置。反复三次,如每次停的位置都不一样,可认为该叶轮是平衡的,可以使用。否则,必须进行调整;

5、如果有两次都停住在同一个位置,说明此时停在下面的一方略重,可以在其上方的叶轮背面的边缘附近粘上一块大小合适的黏土,再次旋转调试,如仍停在原位置,说明粘的黏土少了,要添一点再试;如果粘了黏土的一方反而停在 下方,则说明黏土重了,应去掉一点再试。如此反复,直到连续三次停下来的位置都不同为止。如果叶轮是在经过左右摇摆以后才停下来,则可以肯定其静止时的下方重多了,其左右摇摆的幅度越大,摆的次数越多,偏心的情况越严重;

6、划好黏土所在的位置,取下黏土,弄一块比它略轻约十克的钢板,焊在黏土所在的位置上再试,如两次焊的铁板都停止在上方,说明焊轻了,可以再加焊一点;如两次焊的钢板都停在下方,说明焊重了,就应凿去一点。按以上方法,反复试转,直到三次静止的位置都不同为止;

7、对于如笼形粉碎机的飞轮或大皮带轮,无法电焊,应采取在重的一方(静止时的下方)钻一个或几个孔以减轻重量的办法进行调整,其钻去金属的位置应与配加黏土的位置相对称,而钻去金属的重量应等于所加黏土的重量。

由于飞轮和皮带轮的外缘和风机叶轮不一样,可以采取放在滚轮上进行旋转试验的方法,并不一定要装在轴上才能进行旋转试验。

绞刀叶片放大样   不用乘方和开方

螺旋绞刀的叶片是螺旋挤出机的最易磨损的零件,当需要换新叶片时,计算下料时叶片的半径需多次开平方和乘平方,十分繁琐。

以下介绍一种“直接作图法”,不用乘方和开方,十分方便。

螺旋绞刀叶片的展开方法(附下图):作直角三角形ABC和ACD,其中AC等于绞刀的螺距H;BC和BD分别等于该螺旋绞刀叶片的外圆和内圆的周长,因此,斜边AB(a)和AD(b)即分别为螺旋绞刀叶片外缘和内缘螺旋线的实际长度。

然后,作等腰梯形,令其两底分别等于a和b,梯形的高为叶片宽度,即(D-d)÷2=c。

延长梯形的两腰相交于梯形的中垂线上的o,以o为圆心,o1、o2为半径作同心圆,在外圆上截取a的长度得点4,连接o4,所得的缺口圆环即为叶片的展开图。

螺旋叶片的展开图

笔者以为在往绞刀轴套上焊绞刀叶片时,最好先在其轴套上划好叶片根部在绞刀轴套的螺旋线以便“对号入座”。

办法是,取一张长方形的纸其长边等于轴套的外圆一周,即3.1416×轴套外径,短边长度为绞刀的一个螺距。从对角线裁开,成一个底边正好围绕轴套一周,高为一个螺距的直角三角形。把这个三角形的纸片按绞刀的螺旋方向、位置,以长边为底边包在轴套上,其斜边在轴套上所在的螺旋线即是绞刀叶片根部在轴套上应有的焊接位置。

及早发现堵真空,处理起来较轻松

螺旋叶片的展开图双级真空挤出机运行中出现“堵真空”是其常见病多发病。在烧结砖厂,一个班堵几次真空早已屡见不鲜。

“堵真空”算不上大的事故,但处理起来十分麻烦。特别是一旦真空室里的泥料被填满挤紧堵实,成了一整块又硬又粘的坚土,钢钎打进去也只能挖鸡蛋大小的一块泥料,两个棒小伙子一个多小时也掏不完,对生产的影响也就大了。

在双级真空挤出机里,泥料经上级搅拌、挤出被削成小块掉进真空室底部被下级螺旋绞刀推向机口成为外形规整的泥条。在正常情况下,上级送来的泥料和下级送出的泥料数量持平,真空室内没有积压,运行就正常。如果下级送出的泥料少于上级送来的泥料,在真空室出现“余料”,一旦余料积压在真空室里积少成堆,塞满了真空室堵住真空室顶上通往真空泵的出气口,就叫“堵真空”。此时,泥料粘附在真空室的顶部和四壁成为一个“掛”在下级螺旋绞刀头上一个泥料的“悬崖”。不掉下来,于是下级螺旋绞刀缺料,没有泥条出来,上级搅拌挤出挤不动,负荷猛升,情况就严重了。

“堵真空”也不可能是突如其来的,而是真空室中的余料积少成多才逐步造成“堵真空”的。所以只要我们在挤出机运行中多长个心眼,完全可以及时发现,把问题消减在发生之前。

一是:下级出泥条的速度连续减慢,而上级进料未变,即是“堵真空”的早期症状,应立即停机检查掏空真空,此时,真空室积压的泥料不多,也没有被压紧容易处理;

二是:下级出泥条速度越来越慢,机头、泥缸温度烫手,上级进料正常,此时已是“堵真空”的“中期”,症状再不停机掏空就不好办了,并应同时查明下级螺旋绞刀(首节)机口、芯具是否有绞刀叶片磨损严重,机口、芯具堵塞等情况,逐一排除,再重新开机;

三是:下级出泥条极慢,泥条、泥缸严重发烧,甚至滴点冷水也立即蒸发汽化,以及真空表的指示也不正常,此时已接近“堵真空”的晚期症状,必须立即“抢救”了。

预防的措施:一是及时修换下级的螺旋绞刀,特别是下级的首节绞刀(双叶片)一旦发现其磨损到绞刀叶片外缘和泥缸衬套之间的间隙达到15mm以上,立即修换。二是保持机头内壁光洁更不许在机头内壁堆焊耐磨电焊;三是机口、芯具的泥流通道必须畅通无阻;四是上级进料均匀,不超量,以免供大于求堵塞真空。